韩国航天国际合作及产业的国际化发展

2014-06-11 06:53祁首冰北京空间科技信息研究所
国际太空 2014年10期

祁首冰(北京空间科技信息研究所)

韩国航天起步于20世纪80年代末,以人造卫星和运载火箭技术为重点,主要通过国际合作、技术引进再创新发展航天技术与能力。1992年韩国拥有了首颗卫星,2006年成为全球第6个具有优于1m分辨率遥感能力的国家,2010年成为全球第7个拥有气象卫星的国家(或组织),2013年成为全球第7个具备1m分辨率空间雷达成像能力的国家。2013年韩国航天运载火箭-1成功发射,韩国成为世界第11个自主发射火箭将卫星送入预定轨道的国家。迄今,韩国共研制卫星13颗,在研卫星5颗,在轨卫星8颗;共实施3次轨道发射,2次失败,1次成功。

韩国航天发展历程伴随着国际合作,国际合作是韩国航天发展的重要特征与途径。随着韩国航天技术与能力的提升,韩国遥感小卫星和遥感卫星数据已进入国际市场,并呈现出持续向国际市场渗透的趋势。韩国航天已从“引进来”向“走出去”阶段过渡。如今,韩国已被视为是一个成熟的,而非新兴的航天国家。

1 韩国航天国际合作

发展航天技术需要花费大量的财力、物力和时间,而韩国航天起步晚,政府航天预算又十分有限,因此,韩国政府将开展航天国际合作,特别是与航天技术先进国家开展技术(项目)合作作为迅速提升航天技术水平与能力的重要途径。凭借政治外交优势,韩国政府积极推进了与美国、欧洲、俄罗斯、日本、以色列等航天技术先进国家的航天合作。随着韩国航天技术与能力的不断提升,韩国政府更为自信地积极参与航天国际组织活动,提升其影响力,并以更好地利用资源和培育潜在的市场为目的,积极开展与发展中国家间航天领域的合作。

与欧洲开展长期稳定、务实的合作,重点发展卫星技术及能力

(1)英国

韩国卫星技术起步于韩英合作项目。1992年8月10日,韩国科技院卫星-1(KITSAT-1)由“阿里安”火箭成功发射,韩国拥有了本国的第1颗卫星。该星由韩国科学技术院(KAIST)与英国萨瑞卫星技术公司(SSTL)合作研制,搭载地球成像系统(EIS)等4个有效载荷,是一颗质量约为48kg、自旋稳定的科学技术微卫星。项目于1989年启动,项目期间,韩国科技人员前往SSTL公司学习相关课程,并全程参与该微卫星的研制。通过这一卫星技术合作项目,韩国获取了卫星技术,积累了小卫星研制经验,并培养了相关人力资源。以KITSAT-1卫星技术为基础,工程科技人员在韩国国内制造了KITSAT-2,巩固了小卫星技术。

(2)法国

韩国与法国开展了长期的、较为全面的航天领域合作,涉及卫星技术、卫星应用技术、航天发射场技术以及卫星发射服务。韩国航空宇宙研究院(KARI)曾于2002年和2007年两次与法国国家空间研究中心(CNES)签署合作协议。在2002年的合作协议下,CNES为韩国罗老航天中心发射控制系统提供了技术咨询,促进了罗老航天中心的建设。卫星发射服务方面,韩国KITSAT-1、2卫星,韩国多用途卫星-3(KOMPSAT-3),以及“通信海洋和气象卫星”(COMS)等都由“阿里安”火箭发射。卫星技术领域,阿斯特留姆(Astrium)法国公司于2005-2009年参与了韩国COMS的研制,为该星提供平台、气象成像仪和海洋水色成像仪,并与韩国电子通信研究院(ETRI)合作研制Ka频段通信有效载荷。Astrium公司对40余名韩国工程师进行了相关培训。通过COMS卫星项目,韩国掌握了静止轨道卫星的基础技术。此外,韩法还开展了卫星应用技术合作,韩国与CNES就2012年发射的KOMPSAT-3开展影像检校合作。

(3)德国

韩国KARI与德国航天局(DLR)签署了卫星应用、航天技术领域、专家交流等协议。韩国与德国主要开展卫星技术领域的合作。Astrium德国公司为KOMPSAT-2卫星系统提供了技术咨询服务,为KOMPSAT-3卫星提供光学载荷等。

(4)意大利

韩国KARI与意大利航天局(ASI)签署了空间研究与技术合作协议。此前,泰雷兹-阿莱尼亚意大利公司参与了韩国KOMPSAT-5项目,负责提供合成孔径雷达有效载荷。该卫星已于2013年8月成功发射。

重视与美国开展政府间航天合作,

合作集中于空间探索领域

KARI负责的韩国首个应用型多用途对地观测卫星项目—KOMPSAT-1项目选择了与美国汤普森-拉莫-伍尔德里奇(TRW)公司(现已并入诺格公司)合作。TRW公司负责研制KOMPSAT-1卫星,并提供培训,韩国负责地面段。项目期间(1994-1999年),KARI向TRW公司派驻了大量技术人员学习并参与卫星研制。通过该项目,韩国学习了遥感卫星技术,积累了卫星研制经验。

韩国政府非常重视与美国开展航天领域的合作,韩国政府及KARI与美国航空航天局(NASA)签署了一系列协议。2008年7月,KARI与NASA签署了加入“国际月球网络”(ILN)的意向书。2008年10月,NASA负责对外关系的局长助理与韩国政府航天主管部门教育科学技术部(MEST)负责大科学的局长签署了韩美将加强在民用航空航天领域合作的意向书(SOI),未来双方将加强在空间探测、地球科学、行星科学、载人航天以及航空领域的合作。2009年10月,韩美双方就该意向书签署了韩美航空航天技术合作联合声明。韩国教育科学技术部与NASA建立了定期会议机制,2010年12月,第一次MEST-NASA定期会议在NASA总部召开,双方探讨了在空间探测、空间科学、地球科学、空间通信和航空五大技术领域的合作方案。

韩国政府目前正在积极推进韩国航天科技重大专项—韩国探月工程项目(2020年前实现由韩国国产火箭发射月球轨道器与着陆器),为完成第一阶段任务目标—2017年发射试验用月球轨道器,韩国将主要寻求NASA的技术援助,双方正在协商合作的具体细节。韩美间即将开展的探月合作基于两国间航天技术合作协议以及NASA主导的ILN合作框架。

未来,韩国还计划寻求与NASA合作开展小行星探测以及载人与无人空间轨道活动领域的合作,通过国际合作拓展航天活动领域,提升韩国航天的影响力。

与俄罗斯在政府间合作框架下开展合作,助力韩国航天领域重大突破

进入21世纪,随着韩国不断拓展航天活动领域,韩国将航天国际合作的对象从美欧拓展到俄罗斯。在运载火箭技术和载人航天领域寻求与俄罗斯的合作。而俄罗斯在这两个领域都拥有全球绝对领先优势。2004年9月,韩国卢武铉总统访问俄罗斯时,两国政府签署了航天技术合作协定,2006年10月,韩俄两国政府正式签署航天技术保护协定。

在高级别的政府间合作框架下,韩俄两国就韩国首个航天运载火箭项目—韩国航天运载火箭-1(又名罗老号火箭)于2004-2013年间开展了合作。该火箭为二级火箭,能将100kg级载荷送入近地轨道。俄罗斯赫鲁尼切夫航天中心负责提供火箭第一级,采用液体发动机,起飞推力170t。火箭第二级由韩国自行研制,采用固体发动机,推力8t。韩国航天运载火箭-1在2009年和2010年两次发射均失败,2013年1月30日罗老火箭第三次发射终获成功。虽然,由于俄罗斯将技术合作转为成品出售,韩国未能如愿获取一级火箭液体发动机等运载火箭核心技术,但通过此次合作,韩国还是掌握了运载火箭系统技术、发射运营技术等,并发展了上级火箭技术和地面设备制造技术等,并使韩国成为世界上第11个利用本国火箭将卫星送入预定轨道的国家,进入了“太空俱乐部”,这是韩国航天发展历程中具有里程碑意义的重大成就。这一事件极大提升了韩国民众对本国航天事业的关注与支持,进而为韩国政府准备加大航天投入实现更为宏伟的航天目标提供了良好的社会基础。

K OMPSAT-1

KOMPSAT-3在轨飞行示意图

此外,韩国还就其航天员项目与俄罗斯开展了合作。2007年3月,2位韩国航天员候选人赴俄罗斯加加林训练中心接受训练。2008年4月,李素妍搭乘俄罗斯联盟号飞船前往“国际空间站”(ISS),在ISS进行了18项太空实验。韩国诞生了首位航天员,扩大了韩国的国际影响力。

与日本的合作集中于应用领域,参与日本主导的区域航天合作机制

韩国与日本在航天领域的合作主要集中于应用领域。韩国KARI与日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)及其前身机构都签署了大量合作协议,例如,2006年KARI与JAXA签署航空航天领域合作谅解备忘录,阐明韩日间将主要开展遥感、通信、导航应用,以及“国际空间站”应用等领域的合作。根据该谅解备忘录,韩国目前正与日本协商,计划于2015年利用日本“H-2转移飞行器”搭载韩国实验设备至希望号(kibo)日本实验舱(JEM)进行太空实验。

此前,韩国已连续多年参加了日本主导的区域航天合作机制—亚太地区空间机构论坛(APRSAR),在两国航天机构签署加强卫星应用领域合作协议后,韩国于2007年携KOMPSAT-1正式加入日本倡议的“亚洲哨兵计划”(Sentinel Asia Program),该项目旨在依托遥感卫星图像数据和高速互联网传输系统为亚太国家防灾减灾提供信息服务,由日本于2005年在亚太地区空间机构论坛(APRSAF)合作框架下提出。此后,韩国又于2009年加入了日本在APRSAF框架下发起“亚太卫星技术”(STAR)项目,与日本、印度、越南、马来西亚、泰国和印度尼西亚等国合作研发对地观测小卫星。

与其他亚洲国家开展卫星应用为主的合作

(1)蒙古

KARI于2007年和2008年与蒙古国家遥感中心(NRSC)签署合作谅解备忘录,双方将重点开展遥感卫星应用领域合作。此后,两国就KOMPSAT-3和5开展数据检校合作,并且韩国使用蒙古境内的遥感卫星定标与验证场。

(2)泰国

KARI于2003年和2007年与泰国地理信息与空间技术发展局(GISTDA)签署合作谅解备忘录,双方将重点在遥感卫星应用于灾害管理方面开展合作研究,并进行人员交流等。

面向新兴航天国家开展教育培训,提升韩国航天影响力并培育潜在出口市场

随着韩国航天技术发展及其宇航产品在细分市场取得进展,韩国开始面向新兴航天国家和发展中国家开展航天教育培训,一方面提升韩国航天的影响力,另一方面为培育航天产品与服务出口市场奠定基础。继2010年8月和2011年6月分别为来自11个国家的22名学员和来自15个国家的25名学员实施了航天教育培训后,2012年5月,KARI又为来自哥斯达黎加、印尼、伊拉克、约旦、蒙古国、巴基斯坦、罗马尼亚、新加坡、泰国、土耳其和越南等11个国家的20名学员进行了航天教育培训。2013年11月韩国发布的《航天发展中长期规划(2014-2040)》中明确指出,将加大政府支持力度促进航天出口,其中一项措施就是韩国政府将面向(潜在)出口对象国提供遥感卫星数据和教育培训等方面的无偿援助。因此,韩国面向新兴航天国家的教育培训还将持续下去。

积极开展航天多边合作,提升韩国航天影响力

韩国每年参加联合国和平利用外层空间委员会(UN COPUSO)及其科技小组委员会和法律小组委员会的各项活动。

韩国2010年申请加入空间和重大灾害国际宪章(CHARTER),2011年KARI携KOMPSAT-2卫星正式加入该机制。在该机制下,韩国与多个国家空间机构开展合作,为海地地震、东日本大地震、新西兰货轮漏油事故等重大灾害救援工作提供了卫星数据支持。

韩国还参与国际宇航联合会(IAF)等非政府间国际空间组织的活动。韩国KARI于1992年成为IAF会员,韩国每年派遣专家参加IAF活动。2009年,韩国承办了第60届国际宇航大会(IAC)。

2 韩国航天产业的国际化发展

韩国政府、航天机构与航天企业共同推进韩国航天产品与服务出口,目前已实现遥感小卫星整星、光电相机等有效载荷和卫星部件以及遥感卫星数据的出口。

实现遥感小卫星整星、光学载荷和卫星部件出口

截至目前,韩国已出口遥感小卫星整星4颗,分别是“马来西亚卫星”(RazakSAT)、阿联酋迪拜卫星-1、2(DubaiSat-1、2)和西班牙德莫斯-2(Deimos-2)卫星,此外,还为新加坡X-SAT-1卫星和土耳其RASAT卫星等提供了任务载荷及卫星部组件产品,并且持有为DubaiSat-3提供平台、任务载荷及整星系统技术咨询的订单。韩国遥感小卫星出口市场从东南亚拓展到中东以及欧洲,从政府市场拓展到商业运营商市场,卫星产品性能也达到世界先进水平,例如,2013年11月发射的DubaiSat-2,为一颗全色分辨率1m、幅宽12km的300千克级对地观测小卫星,2014年6月发射的Deimos-2卫星分辨率更是达到0.75m。

为韩国实现上述宇航系统产品出口的是一家仅拥有170余名员工、年营业收入约3000万美元的小型航天创新企业—韩国卫星技术研究中心开创公司(SI)。该公司于1999年12月成立,仅用10余年时间便已经建立了从部件级、平台级到系统级的完整产品体系,其部分产品指标已达到世界先进水平,SI公司及其SI-200和SI-300平台等产品已获得国际知名度,在国际商业遥感小卫星市场占据越来越重要的地位。当前,SI公司已与英国SSTL公司、日本NEC公司等在遥感小卫星领域形成竞争态势。

在遥感小卫星制造领域,韩国成功实现了从“引进来”到“走出去”的转变。韩国小卫星技术起步于1989-1992年间韩国KAIST与英国SSTL合作研制KITSAT-1卫星项目,通过该项目,韩方获得了技术转让,积累了小卫星研制经验,培养了相关人才。此后,韩国以KITSAT-1卫星技术为基础,仿制了KITSAT-2,巩固了小卫星技术,并验证了一些国产卫星部件。此后,KAIST卫星技术研究中心(SaTReC)以KITSAT-1、2研制经验为基础,研制了质量100千克级的KITSAT-3卫星,该星于1999年5月发射,是首颗韩国自行设计并制造的卫星,为一颗科学与技术试验卫星,搭载“空间环境科学试验”(SENSE)载荷,用于空间科学研究,并验证三轴稳定设计技术以及韩国研制的光学载荷—“多光谱地球成像系统”(MEIS)。该星发射后,星上搭载的光学载荷拍摄的分辨率达到13.5m的高质量图像引起了国际社会的关注,为此后韩国遥感小卫星进军国际市场奠定了基础。根据韩国政府促进航天技术转移的精神,1999年12月,参与KITSAT系列卫星研制的十余名SaTReC工程科技人员成立了SI公司,并获得了相关技术转移。

韩国SI公司遥感卫星出口情况(部分)

SI公司成立后,一方面积极承揽韩国国内卫星项目,另一方面积极拓展国际市场。2001年就获得了首个海外订单—与马来西亚航空航天技术公司联合研制一颗对地观测小卫星。2002年,获得为新加坡X-SAT-1卫星提供任务载荷、卫星部件及卫星系统技术咨询服务的合同。此后,不断获得遥感小卫星整星或有效载荷及部件等的出口合同。在此过程中,SI公司积极研发卫星产品,其卫星系统级产品从2000年代初期至中期的100千克级、10m分辨率的第一代产品,发展到目前300千克级、米级和亚米级高分辨率、高敏捷的第三代产品。

实现遥感卫星数据出口

韩国通过技术合作发展了性能先进的对地观测卫星系统,韩国政府一方面促进本国对地观测卫星数据应用于安全保障、国土资源管理、防灾减灾等公共领域,另一方面积极推进对地观测卫星数据的商业化应用,并实现了遥感卫星数据出口。

KOMPSAT-2发射后,2007年韩国选定法国斯波特图像(SPOT Image)公司为KOMPSAT-2图像数据的海外(除美国和中东地区)销售总代理,选择韩国航宇工业图像(KAI Image)公司为KOMPSAT-2图像数据的国内商业销售及美国和中东地区销售总代理。2007年6月-2013年6月,KOMPSAT-2数据累计实现销售收入147亿韩元(约合3.5亿美元)。2008年,KARI与欧洲航天局(ESA)、中国台湾、阿联酋签署了KOMPSAT-2直接接入合同,3年价值2200万美元。

在与SPOT和KAI公司的代理合同到期后,为培育卫星遥感应用专门企业,并鉴于SI公司拥有众多的国际客户和出色的数据分布网络,2012年11月,KARI选择SI公司为KOMPSAT系列卫星数据的全球独家代理销售商。2013年起,SI公司已经开始商业化销售KOMPSAT-2和3卫星数据图像产品及增值服务。伴随KOMPSAT-5和KOMPSAT-3A(预计于2014年底)的发射,韩国将具备更为完备的对地观测能力,包括光学、合成孔径雷达(SAR)和红外观测能力,将能够向国际商业和政府市场提供更丰富的数据图像产品。

3 结语

综上可以看出,韩国开展了多元化的卓有成效的航天国际合作。一是针对三类国家分别开展了以“技术”、“资源”和“市场”为侧重点的合作:与航天技术先进国家合作,促进人造卫星、运载火箭研发等国家航天项目的开展,以实现航天技术引进消化吸收再创新;与航天大国合作,以“互惠互利、优势互补”为原则;与发展中国家合作,则以确保潜在的航天产业市场为目的而开展教育培训、免费提供卫星图像数据等。二是积极参与国际组织活动,提升韩国影响力。三是支持企业开展国际合作并拓展国际市场。

2013年底,韩国政府发布了雄心勃勃的面向2040年的《航天发展中长期规划》,并首次出台了《航天技术产业化战略》。在这两个最新的航天政策性文件中,再次确认了航天技术及产业的战略性地位,并明确指出,韩国政府将积极培育新兴战略性的航天产业发展。作为航天发展的重要途径,韩国政府将继续强化航天领域国际合作,将继续开展航天技术国际合作,以促进月球探测、运载火箭研发等国家航天项目的开展。促进航天产业发展方面,将积极拓展航天产品与服务国际市场确立为重点任务之一,并制定了雄心勃勃的宇航系统出口路线图,韩国将力争在2020年前实现KOMPSAT卫星的出口。